AMOLED平板顯示研發(fā)過程和技術難點

    AMOLED技術的開發(fā)主要涉及到TFT背板和OLED器件兩個方面。在技術路線的選擇上，目前國際上尚未統(tǒng)一，有多種技術方案在開發(fā)中。

    發(fā)光器件即OLED的性能決定了AMOLED顯示屏的色彩表現(xiàn)力、功耗等品質，因此OLED器件技術的開發(fā)對產(chǎn)品競爭力的提高具有非常重要的意義。 OLED器件制備技術主要有兩個關鍵點，一個是開發(fā)高遷移率的傳輸材料和高效率、長壽命發(fā)光材料，另一個是開發(fā)新型器件結構，提高器件性能。因此，開發(fā)新型有機材料、設計新型器件結構和改進真空蒸鍍技術將是研究的重點。

    目前，TFT背板中的溝道層半導體材料主要有非晶硅（a-Si）、微晶硅（μ-Si）、低溫多晶硅（LTPS）、單晶硅、有機物和氧化物等。由于 OLED是電流驅動型器件，需要穩(wěn)定的電流來控制發(fā)光特性。為了達到足夠的亮度，AMOLED需要TFT的溝道材料具有較高的遷移率，以提供較高的電流密度，因此目前普遍應用于TFT-LCD中的非晶硅TFT由于遷移率較低很難滿足要求。另外，與TFT-LCD所不同的是，AMOLED需要TFT長時間處于開啟狀態(tài)，非晶硅TFT的閾值電壓漂移問題也使其很難應用在AMOLED中。從技術發(fā)展現(xiàn)狀來看，較有希望的是LTPS TFT和氧化物TFT等技術，但也存在很多難點。

    目前，應用在AMOLED中最成熟的TFT背板技術是低溫多晶硅(LTPS)技術。在LTPS技術中，最重要的工藝難點即為多晶硅溝道層的制備。工藝流程中首先使用PECVD等方法在不含堿離子的玻璃基板上淀積一層非晶硅，而后采用激光或者非激光的方式使非晶硅薄膜吸收能量，原子重新排列以形成多晶硅結構，從而減少缺陷并得到較高的電子遷移率。

    對LTPS結晶化技術而言，激光結晶化技術尤其是準分子激光退火(ELA)技術目前在小尺寸應用方面已經(jīng)較為成熟，全球已經(jīng)量產(chǎn)的AMOLED產(chǎn)品基本都使用了ELA技術。ELA技術的難點在于TFT的一致性問題，各像素間TFT特性的不同導致OLED的發(fā)光強度出現(xiàn)不均勻，進而導致面板成品率無法保障，因此提高ELA技術制備的TFT一致性一直是國內外各單位研發(fā)的重點。另外，ELA技術在大尺寸基板的量產(chǎn)方面也存在較大的問題。

    另一方面，非激光結晶化技術在實現(xiàn)大尺寸基板量產(chǎn)并降低成本，以及在TFT均勻性方面具有很大優(yōu)勢。但非激光結晶化技術在現(xiàn)階段也同樣存在著技術難題。其中金屬誘導晶化(MIC)技術因為金屬污染導致的漏電流等問題，使得缺陷和壽命問題很難解決；固相結晶化(SPC)技術在大尺寸AMOLED的制備上具有較大的綜合性優(yōu)勢，但其載流子遷移率與激光結晶化技術相比較低，而且在量產(chǎn)技術方面仍然需要進一步完善。

    目前工研院新型平板顯示技術中心建設的AMOLED中試生產(chǎn)線所用主體設備主要包括用于TFT背板制備的整套LTPS設備和用于OLED器件制備的蒸鍍設備、薄膜封裝設備等，其中LTPS設備主要包括化學氣象沉積、準分子激光晶化、離子注入、濺射、等離子刻蝕、涂膠機及曝光機等設備，但這些設備我國國內目前還沒有生產(chǎn)能力，主要依靠從韓國、日本進口。